Ультразвуковое растворение твердых частиц в жидкостях

Приготовление растворов является важным этапом как для лабораторных образцов, так и для промышленного производства. Как правило, лабораторные образцы перед анализом должны быть разжижены. Ультразвуковая гомогенизация и растворение является быстрым и надежным средством подготовки образцов любых размеров. В промышленном производстве приготовление однородных и хорошо растворенных растворов часто является решающим фактором, гарантирующим стабильные характеристики продукта и стабильное качество. Ультразвуковые диссольверы доступны как в виде компактных лабораторных устройств, так и в виде полноценных промышленных диссольверов.

Ультразвуковые диссольверы: использование и применение

Ультразвук является хорошо известным и надежным инструментом для подготовки образцов в лаборатории. Обычно применяется гомогенизация, эмульгирование, диспергирование, экстракция, дегазация и сонохимическая обработка.
Для измерений с помощью аналитических приборов (например, ВЭЖХ, атомного спектрометра и т. д.), как правило, большинство образцов должны быть сжижены. Это означает, что образец должен либо находиться в однородном состоянии раствора, либо должен быть перенесен в коллоид, суспензию, дисперсию или эмульсию, если смесь имеет гетерогенную природу. Мощное ультразвуковое излучение является очень эффективным инструментом для приготовления как однородных, так и гетерогенных смесей.
Если вас интересует приготовление гетерогенных суспензий, нажмите здесь, чтобы: Ультразвуковая эмульгация и ультразвуковое диспергирование!
Для получения однородных смесей методом ультразвукового растворения, пожалуйста, продолжайте чтение ниже!

Ультразвуковая кавитация для растворения

Если образец является растворимым, растворенное вещество (например, суккралоза, соли, например, в виде порошка или таблетки) может быть растворено в растворителе (например, воде, водных растворителях, органических растворителях и т.д.), в результате чего образуется однородная смесь, состоящая только из одной фазы. Процесс растворения может осуществляться ручным или механическим перемешиванием, что отнимает много времени и неэффективно. С этим связаны такие проблемы, как потери образцов из-за манипуляций или недостаточная воспроизводимость из-за случайных ошибок и неравномерного смешивания.
Ультразвуковое исследование часто используется для обеспечения эффективного и быстрого растворения образцов. Растворение с помощью ультразвука основано на механическом перемешивании кавитационных эффектов, вызванных вводом ультразвуковых волн в жидкости. Подача ультразвуковой энергии облегчает и ускоряет предварительную обработку образца, такую как растворение и выщелачивание перед анализом.
С помощью ультразвукового приготовления раствора становится возможным растворение растворенных веществ в высокой концентрации и эффективное и быстрое получение концентрированного или насыщенного (и перенасыщенного) раствора.
Когда высокомощный/низкочастотный ультразвук вводится в жидкую среду, возникающая акустическая кавитация создает уникальные условия. Ультразвуковое исследование имеет усовершенствованную предварительную обработку жидкостно-жидкостных и твердо-жидких образцов (например, разложение, солюбилизация и экстракция), которые обычно применяются перед аналитическим обнаружением и измерением.

 
Скорость растворения количественно определяет скорость процесса растворения. На скорость растворения влияют различные факторы:

• Материал: растворитель и растворенное вещество
• Температура + давление
• степень (недо)насыщения
• Эффективность и влияние растворения и смешивания
• Межфазная площадь поверхности
• наличие ингибиторов (например, вещества, оседающие на частицах / блокирующие на границе фазы)

 
Для ускорения процесса сольватации и скорости растворения требуются мощные гомогенизаторы, обеспечивающие достаточное механическое воздействие. Кавитационная растворяющая и смешивающая способность ультразвуковых гомогенизаторов хорошо известна и поэтому является распространенным и надежным инструментом для подготовки образцов в лабораториях.

Микроскопические изображения суспензии мелоксикама:
Слева: необработанная суспензия мелоксикама; Справа: наносуспензия мелоксикама, полученная методом ультразвука с UP100H в течение 45 минут при 100% амплитуде и цикле 1.
(исследование и фото: ©Юриан и др., 2015)

Ультразвуковое растворение лабораторных образцов

Растворение с помощью ультразвука для подготовки образцов используется в лабораториях перед аналитическими измерениями.
Перечень аналитических приборов, для которых требуются (часто) сжиженные пробы:

• ВЭЖХ – Высокоэффективная жидкостная хроматография
• ИК-Фурье Фурье Фур – Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье
• ГК – Газовая хроматография
• Атомная спектроскопия
• АТР – Ослабленное полное отражение
• Лазерная дифракция для определения размеров частиц
• Динамическое рассеяние света

С помощью ультразвукового устройства для подготовки образцов SonoStep предварительная обработка образцов может быть полностью встроена: ультразвуковое устройство для подготовки образцов оснащено встроенной мешалкой и насосом, благодаря чему образцы равномерно и непрерывно проходят через закрытую систему. Таким образом, гарантируется равномерная и надежная ультразвуковая обработка без риска перекрестного загрязнения и фальсификации или потери образца.
Узнайте больше о универсальном ультразвуковом устройстве для подготовки образцов SonoStep!

Ультразвуковое растворение для промышленного производства

В промышленных производственных линиях используется ультразвук высокой мощности для растворения и гомогенизации твердо-жидких смесей с образованием ровного и стабильного продукта.
Ниже приведены некоторые примеры для различных отраслей промышленности:

• Фармацевтическая промышленность: растворение компонентов лекарственных средств, например, солей, полимеров
• Пищевая промышленность и производство напитков: растворение ингредиентов, например, сахара, соли, сиропа, приправ
• Краски & Покрытия: растворение полимеров
• Химия: приготовление пересыщенного раствора перед реакции осаждения

Ультразвуковые процессоры для растворения в любых масштабах

Hielscher Ultrasonics предлагает идеальное решение для растворения и увлажнения. Независимо от того, нужно ли готовить аналитические образцы в лаборатории или производить большие объемы растворов или рассолов в непрерывном проточном режиме – У Hielscher Ultrasonics есть идеальный ультразвуковой растворитель для вашего технологического процесса!
С ультразвуковыми аппаратами любой номинальной мощности, а также для периодической и поточной обработки, мы порекомендуем вам наиболее подходящий ультразвуковой аппарат для ваших целей обработки!
В таблице ниже приведена примерная производительность обработки наших ультразвуковых аппаратов: